Hvis du søker på Internett etter Faraday-bur, vil du finne mye informasjon om bruk av hjemmelagde bur for å beskytte radioer mot EMP-skader mens de er lagret. A mye av den informasjonen er enten motstridende eller støttes ikke av tilfredsstillende forklaringer.
Det er ikke min hensikt å diskutere nytten av å lagre utstyr i Faraday-bur. Det er ikke mange atomkrig eller lyn slår ned der jeg bor, så oddsen er veldig bra at jeg ikke trenger å bekymre meg for det. Men jeg er nysgjerrig på teorien om drift og praktiske hensyn til design.
Slik jeg forstår det, radio bølger kan ikke trenge inn i et rom som er helt omsluttet av tilstrekkelig tykkelse på ledende materiale. Radiobølgene induserer en strøm i lederen, noe som resulterer i at energien frigjøres på nytt som en blanding av radiobølger og varme, ikke sant ? Hva hindrer radiobølgene i å frigjøres til innsiden av beholderen? (Jeg antar at den er relatert til huden. t.) Spiller det noen elektronikk inne i buret om de er i fysisk kontakt med buret?
Er et DIY Faraday-bur så enkelt som å bruke en metallkoffert eller en folieinnpakket boks, eller er det mer enn det?
Kommentarer
- Jeg tviler på at IC-765-en min med strømledningen fjernet og alle kablene frakoblet ville være berørt av en EMP. Ingen Faraday-bur er nødvendig.
Svar
Faraday-bur blokkerer EMP på samme måte som de blokkerer all annen tid- varierende elektromagnetiske felt. Den eneste forskjellen mellom å blokkere EMP og blokkere en vanlig radiooverføring er EMP er mange størrelsesordener sterkere.
Et Faraday-bur fungerer fordi metaller består av et «hav» av mobile elektroner blant protonene i atom kjerner. Det vil si at metaller er gode ledere. Når et elektromagnetisk felt nærmer seg metallet, vil de mobile elektronene bli tiltrukket av stedene der det elektriske potensialet er høyere, og etterlater seg overflødige protoner der det elektriske potensialet er lavere.
Mobilelektronene gjør dette fordi de søker det laveste potensielle arrangementet, akkurat som en steinblokk ruller nedover en bakke, eller vann i et fartøy i en hvilken som helst form har en tendens mot nivå.
I den grad Faraday-buret er laget av en perfekt leder, vil elektronene omorganisere seg slik at omfordelingen av elektronene og det eksterne feltet avbrytes nøyaktig, så det er ingen endring i det elektromagnetiske feltet inne i buret. Ingen energi går tapt i prosessen.
Denne animasjonen overdriver absurd avstanden elektronene reiser (i praksis beveger de seg knapt, siden hvis protonene ble helt alene slik at boksen ville rive seg fra hverandre til individuelle atomer. ), men det gjør en god jobb med å få ideen videre:
I praksis er metaller ikke perfekte ledere, så litt energi går tapt til motstand og omdannes til varme, og elektronene klarer ikke å avbryte feltet perfekt, så noe av den elektromagnetiske bølgen gjør det inne buret, så vi sier bare Faraday-buret demper det ytre feltet.
Hudeffekt begrenser faktisk strømmen til den ytre overflaten av metallet, men det er egentlig ikke nødvendig å forklare hvordan et Faraday-bur virker. Tenk: Faraday-bur er også effektive til å blokkere statiske elektriske felt, der hudeffekten ikke gjelder. Å isolere det beskyttede innholdet fra buret er sannsynligvis fremdeles en god ide hvis den høyeste dempingen er nødvendig.
Det er viktig at buret danner et kontinuerlig ledende skjold som helt omslutter enheten som skal beskyttes. For eksempel gjør å kutte et spor i et Faraday-bur det ineffektivt hvis det sporet er en betydelig brøkdel av bølgelengden. Dette er fordi spalten utgjør en barriere for elektronenes bevegelse, og følgelig må det elektriske feltet assosiert med de mobile elektronene «strømme rundt» sporet, slik at det ikke lenger er i stand til å kansellere det eksterne feltet. En antenne utnytter denne effekten for å få en bølgeleder (som ikke er så forskjellig fra et Faraday-bur inne) utstråler.
For av denne grunn fungerer ikke metallbokser med lokk alltid som et bur i Faraday, siden lokket ofte ikke gir god elektrisk kontakt med resten av esken.
Folie fungerer OK så lenge det er tatt vare på å gjøre god elektrisk kontakt i alle sømmer. Og tynnheten på folien betyr mindre demping, men avhengig av kraften til EMP og følsomheten i innholdet, er det kanskje tilstrekkelig.
Kommentarer
- Det kan være verdt å påpeke at sporelengden har betydning, ikke bare sporbredden. Jeg fant en god demonstrasjon av det faktum her: youtu.be / uYWhTMmv6bs En søppelkasse av galvanisert stål med tettsittende lys dempet et 500 MHz signal med 18 dB. Etter å ha påført folie-HVAC-tape over den lille avstanden mellom boksen og lokket, økte dempningen til 40 dB.